不锈钢焊接工艺标准(铬镍奥氏体不锈钢)

'不锈钢焊接工艺标准编制：审核：批准： 目录1适用范围---------------------------------------------12施工准备---------------------------------------------12.1技术准备-----------------------------------------12.2作业人员-----------------------------------------12.3材料检查验收-------------------------------------12.4主要工机具---------------------------------------32.5测量及计量器具-----------------------------------32.6作业条件-----------------------------------------33施工工艺---------------------------------------------43.1工艺流程-----------------------------------------43.2工艺操作规程-------------------------------------53.3施工工艺参数-------------------------------------73.4施工工艺特点-------------------------------------83.5施工环节及重要工序-------------------------------94质量检验---------------------------------------------104.1质量检验标准-------------------------------------104.2焊后检验-----------------------------------------104.3特殊工艺或质量控制点-----------------------------104.4质量记录-----------------------------------------114.5应注意的质量问题---------------------------------115成品保护---------------------------------------------116职业健康安全或环境管理-------------------------------116.1施工过程危害辩识及控制措施----------------------116.2环境因素识别及控制措施---------------------------12 不锈钢焊接工艺标准1适用范围本工艺标准适用于铬，铬--镍奥氏体不锈钢的手工电弧焊、埋弧自动焊、手工钨极氩弧焊及熔化极惰性气体保护焊的焊接施工。2施工准备2.1技术准备（施工标准、规范）2.1.1《工业金属管道工程施工及验收规范》GB502352.1.2《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB502362.1.3《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH35012.1.4《石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》SH35232.1.5《钢制压力容器》GB150-982.1.6《压力容器安全技术监察规程》2.1.7《钢制压力容器焊接工艺评定》JB47082.1.8《钢制压力容器焊接规程》JB/T47092.1.9《压力容器无损检测》JB47302.1.10《焊条质量管理规程》JB32232.2作业人员表2.2主要作业人员序号工种技术鉴定证安全操作证其它资质1电焊工中、高级持证不锈钢项目焊工合格证2管工中、高级持证3铆工中、高级持证4气割工中、高级持证5热处理工中、高级持证6探伤检测人员/持证操作持Ⅰ持证，评定持Ⅱ级证注：焊工合格证考核按《锅炉、压力容器、压力管道焊工考试与管理规侧》或《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236进行考试。2.3材料检查验收2.3.1焊接工程所采用的不锈钢钢板、钢管、管件等。2.3.1.1焊接工程所采用的不锈钢板、钢管、管件等应符合设计文件的规定，并具有出厂合格证和质量证明书。其检验项目及技术要求标准应符合国家标准或行业标准。2.3.1.2不锈钢钢板、钢管、管件材料入库前应核对材料牌号和质量证明书。施工前应进行外观检查，其表面不得有裂纹、气泡、缩孔、重皮、等缺陷，否则应进行消除，消除深度不应超过材料的负偏差。2.3.1.3材料验收合格后应做好标识，按不同材质、规格分类堆放、且于铁碳材料隔离。2.3.1.4国外材料应符合合同规定的材料标准，并按相应材料标准进行复验。 2.3.2焊接材料2.3.2.1焊条应符合国家现行的《不锈钢焊条》GB/T983，2.3.2.2焊丝、焊剂应符合国家现行的标准。2.3.2.3国外焊材应符合生产国相应的技术标准的要求。2.3.2.4焊接材料入库时，应核查其质量证明书，同时检查包装状况，不得有破损、受潮等现象。2.3.2.5钨极气体保护焊所用的氩气应符合国家现行的标准《氩气》GB4842的规定，且纯度不应低于99.96%2.4主要工机具2.4.1设备表2.4.1设备一览表序号机具名称型号备注1焊接电源ZX5-（400-630）可控硅式焊接或碳弧气刨用2焊接电源ZX7-（250-400）逆变式焊接使用3焊接电源WS-（165-315）可控硅式氩弧焊机4焊接电源MZ-（500-1000）埋弧焊用5焊材烘烤箱ZYHC-（60-150）烘烤和储藏焊条使用6空气等离子切割机PS-99切割厚度1～40mm2.4.2各种设备性能应完好,电流电压等仪表应在检测周期内，焊接电源宜安放在通风的集装箱内。2.4.3工具：焊接面罩、焊条保温筒、不锈钢清渣锤、不锈钢钢丝刷、气割工具、角向磨光机。2.5测量及计量器具表2.5计量器具一览表序号器具名称型号备注1电流表DM6056A检测焊接电流、电压2温湿度表JWS-A4测量焊接区域及仓库温湿度3秒表1/100sec测量焊接速度用4风速计AVM-01/03测量焊接区域风速0～40m/s5焊接检验尺-检测对口尺寸、焊缝外观尺寸2.6作业条件2.6.1焊接工艺评定覆盖率、焊工持证率应达到100%2.6.2焊接环境应符合下列规定，否则应采取有效的预热和防护措施。2.6.2.1环境温度＞0℃2.6.2.2手工电弧焊时风速＜8m/s、气体保护焊时风速＜2m/s2.6.2.3相对湿度＜90% 2.6.2.4无雨、雪天气3施工工艺3.1工艺流程3.2.1接施工工艺流程不锈钢焊接焊工取证工艺评定焊接方案编制焊材保管焊材烘干焊接技术交底焊缝组对合格焊接焊接工艺参数控制层间清理外观检查无损探伤试压验收竣工不合格3.1.2焊接工艺评定流程图焊接工艺评定焊接性能分析试验编焊接工艺指导书工艺评定试板焊接进行各项检验焊接工艺评定报告审核批准不合格3.1.2.1不锈钢压力容器、压力管道焊接工艺评定应执行《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708。其余的也可执行《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB502363.1.2.2《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708和《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236中未包括的不锈钢钢材，应按钢号分别进行评定。3.1.3焊工培训考核取证流程图焊工考试理论知识考试操作技能考试外观检查无损探伤机械性能试验签发证评定不合格 3.1.3.1从事不锈钢压力容器、压力管道焊接的焊工，应按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》进行考试。从事其它不锈钢焊接的焊工也可按《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236第五条进行考试。3.1.3.2焊工合格证的项目应覆盖该焊工参加焊接的工作内容。且该焊工施焊工作必须在合格项目有效期内。3.1.4焊材管理流程图二级库焊材烘干材质证及外观检验有必要时复验发放回收并记录焊材采购领取使用不合铬未用完焊条受潮二次烘干一级库保管3.1.4.1焊接材料入库时，应核查其质量证明书，同时检查包装状况，不得有破损、受潮、锈蚀等现象。3.1.4.2焊材库应具备防潮、通风、保暖性能，并设温湿度计实施监控。室内温度应在5℃以上，相对湿度不超过60％。3.1.4.3焊材需分规格、型号及批号分列排放，做出标识。焊材存放必须离地离墙300mm。3.1.4.4焊材烘干设专职烘烤管理员3.1.4.5焊接材料在烘干及保温时应严格按要求执行。烘干焊条时应注意防止焊条因骤冷骤热而导致药皮开裂或脱落。不同类型的焊接材料原则上应分别烘干，但烘干规范相同的不同类型焊接材料如同炉烘干时，必须间隔且有明显的标记。3.1.4.6焊接材料的烘干规范可参照焊接材料说明书和焊接工艺的要求确定。焊前要求烘干的焊接材料如烘干后在常温下搁置4小时以上，应再次烘干。累计的烘干次数一般不宜超过2次。3.1.4.7烘干后的焊接材料应存放在规定要求恒温温度的恒温箱内，并按不同型号、不同牌号、不同规格分别摆放，并设置明显标记。3.1.4.8焊材烘烤管理员对焊接材料的烘干、保温、发放及回收应作详细记录。3.1.4.9推荐焊接材料的烘干温度、保温时间。 表3.1.4.9推荐焊接材料的烘干温度、保温时间。、类别牌号温度（℃）时间（h）不锈钢焊条A1021501A1072501A1321501A137、A2072501A202、A302、A4021501A307、A4072501A002、A022、A212、A242150G202、G302150G207、307250烧结焊剂SJ101、SJ102300~3502熔炼焊剂HJ4312502HJ250300~25023.2工艺操作过程3.2.1焊材选用3.2.2.1马氏体不锈钢、铁素体不锈钢焊接应选与母材成分份相同的焊材料，不进行预热和热处理时也可选用奥氏体焊材。3.2.2.2同种奥氏体不锈钢焊接应选与母材成分相近的焊接材料，其次还应保证焊缝具有良好的抗裂性和综合力学性能。3.2.2.3不同奥氏体不锈钢焊接焊材的选用应保证熔敷金属的Gr、Ni、Mo或Cu的主要合金元素含量不低于合金含量较低一侧母材标准规定的下限值.3.2.2.4常用不锈钢推荐选用的焊条牌号表3.2.2.4常用不锈钢推荐选用的焊条牌号钢号手工电弧焊埋弧焊氩弧焊焊条型号焊条牌号焊丝牌号焊剂型号焊丝牌号0Gr18Ni9E308-16/E308-15A102/A107H0Gr21Ni10HJ260H0Gr21Ni100Gr18Ni10TiE347-16/E347-15A132/A137H0Gr21Ni10TiHJ260H0Gr21Ni10Ti1Gr18Ni9TiE347-16/E347-15A132/A137H0Gr21Ni10TiHJ260H0Gr21Ni10Ti0Gr17Ni12Mo2E316-16/E316-15A202/A207H0Gr19Ni12Mo2HJ260H0Gr19Ni12Mo2 0Gr18Ni12Mo2TiE316-16/E318-16A022/A212H00Gr19Ni12Mo2HJ260H00Gr19Ni12Mo200Gr19Ni10E308L-16A002H00Gr21Ni10HJ260H00Gr21Ni1000Gr17Ni14Mo2E316L-16A02200Gr19Ni13Mo3E317-16A2420Gr23Ni13E309A302H0Gr24Ni130Gr25Ni20E310A402H0Gr26Ni210Gr13E410-15/E410-16G202/G207Gr17E430-15/E430-16G302/G3071Gr13、2Gr13E410-15/E410-16G202/G2073.2.2.5常用不同奥氏体不锈钢焊接推荐用焊接材料表3.2.2.5不同奥氏体不锈钢焊接推荐用焊接材料序号母材00Gr19Ni110Gr23Ni130Gr25Ni200Gr17Ni12Mo210Gr19Ni9A002A102/A302A102A102/A202H00Gr21NI10H0Gr21Ni10H0Gr21NI10H0Gr21Ni10H1Gr24Ni13H1Gr24Ni13H0Gr19Ni12Mo2200Gr19Ni11A102/A302A302/A402A102/A202H0Gr21Ni10H1Gr24Ni13H0Gr21Ni10H1Gr24Ni13H0Gr26Ni21H0Gr19Ni12Mo230Gr23Ni13A302/A402A302/A202H1Gr24Ni13H1Gr24Ni13H0Gr26Ni21H0Gr19Ni12Mo240Gr25Ni20A202H0Gr19Ni12Mo23.2.2焊缝坡口形式、尺寸、加工方法及组对要求。3.2.2.1焊缝坡口形式、尺寸应符合设计文件和焊接工艺指道书的规定。3.2.2.2坡口面加工宜采用机械方法。当采用等离子切割时，应清除氧化层，并将表面凹凸不平处打磨平整。3.2.2.3坡口表面应无裂纹、分层等缺陷。3.2.2.4壁厚相同的管子、管件组对时，应使内壁平齐，其错边量应≤管壁厚度的10%，且≤ 0.5mm。同时应用手工或机械方法清理其内外表面，坡口及边缘20mm范围不得有油漆、毛刺、铸造垢皮等物质。3.2.2.5设备、容器筒体组对时A、B类焊接接头对口错边量b（见图）应符合下表规定。bδnδn表3.2.2.5设备、容器筒体组对时A、B类焊接接头对口错边量b的选择对口处的名义厚度δn按焊缝类别划分的对口错边量bAB≤12≤1/4δn≤1/4δn12＜δn≤20≤3≤1/4δn20＜δn≤40≤3≤540＜δn≤50≤3≤1/8δn＞50≤1/6δn，且≯10≤1/8δn，且≯20注：球形封头与圆筒连接的环向接头以及嵌入式接管与圆筒或封头对接连接的A类接头，按B类焊接接头的错边量要求。3.2.2.6组装时卡具、临时支架、定位焊的工艺均应和正式焊接相同，3.2.2.7手工电弧焊定位焊缝的尺寸见下表。表3.2.2.7手工电弧焊定位焊缝的尺寸一览表工件厚度（mm）焊缝高度（mm）焊缝长度（mm）焊缝间距（mm）≤4＜4＞550～1005-20≤0.7δn且≤6＞15100～300＞20＜8＞50200～3503.2.2.8卡具、临时支架与母材接触部分材质应和母材相同，夹具拆除应用砂轮磨除。3.2.2.9不锈钢板、钢管下料时应做材料移置标识，以防止剩余材料错用。3.3施工工艺参数3.3.1焊接工艺参数3.3.1.1焊接线能量的控制：焊接线能量公式为：Q=IU/V×60式中：Q—焊接线能量（J/cm）；I—焊接电流（A）；U—电弧电压（V）；V—焊接速度（cm/min）。不锈钢焊接线能量控制范围应根据焊接工艺评定确定，一般在保证熔合良好的情况下尽量采用小线能量。 3.3.2工艺参数3.3.2.1推荐手工电弧焊焊接工艺参数表3.3.2.1推荐手工电弧焊焊接工艺参数板厚（mm）焊条直径平焊立焊电流A电压V速度cm/min电流A电压V速度cm/min3-6φ3.280-11022-2610-1470-9022-267-12φ4110-14024-2812-1880-11022-268-128-12φ3.290-12022-2610-1670-10022-267-12φ4110-14024-2810-1880-12022-268-123.3.2.2推荐埋弧自动焊的焊接工艺参数表3.3.2.2推荐埋弧自动焊的焊接工艺参数板厚（mm）焊接位置焊丝直径正面背面电流A电压V速度cm/min电流A电压V速度cm/min6平φ4350-40028-3070-90400-45028-3060-8012平φ4550-60030-3450-70600-70030-3450-7020平φ4550-60030-3440-60650-75030-3440-603.3.2.3推荐手工钨极氩弧焊焊接工艺参数表3.3.2.3推荐手工钨极氩弧焊焊接工艺参数钨极直径（mm）焊接电流（A）焊接电压（V）电源极性喷嘴直径（mm）钨极伸出长度（mm）氩气流量L/min焊枪背面2.060～10018～20CD+8～163～88～186-122.570～11018～22CD+8～163～88～186-123.4施工工艺特点3.4.1马氏体、铁素体不锈钢焊前预热和焊后进行热处理工艺，应按设计文件和焊接工艺指导书确定。（马氏体、铁素体不锈钢焊接若采用奥氏体焊材，焊前可不预热，焊后也不进行热处理）。3.4.2马氏体不锈钢；采用同种材料焊接焊缝和热影响区会硬化变脆和产生冷裂，应采取以下工艺3.4.2.1手工电弧焊时预热150-350℃、钨极氩弧焊时预热120-200℃。 3.4.2.2焊接易采用短弧，小线能量。3.4.2.3焊后进行750-800℃退火处理。3.4.3铁素体不锈钢：采用同种材料焊接焊缝塑性韧性低，易产生裂纹，应采取以下工艺3.4.3.1焊前预热100-150℃，坡口及两侧清理干净。3.4.3.2采用小线能量、不摆动，多层焊时控制层间温度约等于预热温度，且不易连续施焊，减小高温脆化和475℃脆化。3.4.3.3焊后进行700-730℃热处理。3.4.4Gr及Gr-Ni不锈钢焊接注意事项。3.4.4.1焊前应将坡口及两侧20mm范围内的油污、锈、污物清理干净。3.4.4.2地线应与焊件接触牢固，焊接时在坡口内引弧，焊件表面不得有电弧擦伤等缺陷。3.4.4.3焊前应将坡口两侧涂上防飞溅涂料。3.4.4.4组对和焊接时，焊件应与铁碳材料隔离。同时施工中要用不锈钢锤、不锈钢刷以及专用的砂轮片。3.4.4.5焊接时应严格控制接线能量，在保证焊透及溶合良好的条件下，应选用小工艺规范，即小电流、短电弧、较快焊接速度和多层多道焊，层间温度不应过高，奥氏体不锈钢焊接层间温度不超过100℃。3.4.4.6焊接收弧时应将弧坑填满，并用砂轮磨去弧坑缺陷。多层焊时层间接头应错开30～50mm。3.4.4.7焊接时选用焊条直径不宜过大，焊接初层焊道焊条直径一般不超过3.2mm，填充和盖面直径一般不超过4mm。3.4.4.8卡具、临时支架与母材接触部分材质应和母材相同或相近，夹具拆除应用砂轮磨除，严禁敲打。3.4.4.9薄壁小直径不锈钢管道采用钨极氩弧焊接，厚壁不锈钢管道采用钨极氩弧焊打底。同时管内应充氩保护。（奥氏体不锈钢焊接管内也可充氮气保护）。3.4.4.10可以进行双面焊接的焊缝，与介质接触面应最后焊接。3.4.4.11焊缝完成后应按规定进行酸洗钝化处理。3.5施工环节及重要工序3.5.1压力容器产品焊接试板3.5.1.1低温压力容器每台至少应做产品焊接试板一块，试板的备制、数量、位置按GB150-98执行。3.5.1.2产品试板的钢号、批号、规格、焊接工艺均应与容器壳板相同，试板应由施焊容器的焊工，在与容器焊接相同的条件下焊接（一般点固在容器筒体纵焊缝延线上焊接）；3.5.1.3试板焊缝检验项目应和容器相同，3.5.1.4试样的尺寸、截取、试验方法及合格指标应符合《钢制压力容器焊接试板的力学性能检验》JB4744-2000的有关规定执行。3.5.2焊缝内部缺陷的返修3.5.2.1 经射线或超声波检查的焊缝，发现超标缺陷时，应按检测结果分析缺陷性质、产生原因，并确定位缺陷所在部位（必要时可用超声复测），确定修补侧；3.5.2.2内部缺陷的清除采用砂轮磨削的方法进行，确认缺陷完全清除后再进行焊补，3.5.2.3压力容返修清除缺陷的深度不得超过容器厚度的2/3。如达到2/3缺陷仍未完全清除时，应停止清除并进行焊补，然后从另一侧再次清除和焊补；修补焊缝的长度不得小于50mm，且返修后应按原探伤方法、要求检验合格；3.5.2.4同一部位（焊缝内、外侧各作为一个部位）的修补不宜超过两次，对经过两次修补仍不合格的焊缝，应编制返修工艺，采取可靠的技术措施，经单位技术负责人批准后方可实施修补；3.5.2.5焊接修补的部位、次数和检测结果应作好记录并存档。4质量检验4.1质量检验标准质量检验标准按设计要求或设计指定的施工验收规范的标准执行。4.2焊后检验。（施焊前检验、焊接过程检验参照《通用部分焊接施工工艺标准》）。4.2.1外观4.2.1.1焊缝应与母材圆滑过度，焊缝表面不允许有裂纹、气孔、夹渣、飞溅、弧坑、咬边等缺陷。4.2.1.2焊缝余高（1）管道：e≤1+0.1b,且≯3mm。be（2）压力容器：A、B类焊缝余高不得大于焊件厚度10%，且不大于3mm。4.2.1.3角焊缝焊脚高度不得低于设计要求。4.2.1.4焊缝宽度以每侧超过坡口1～2mm为宜。4.2.2无损探伤4.2.2.1无损探伤检测方法、检测数量、合格标准及要求应按设计规定或设计指定的检测标准（施工验收规范）执行。4.2.2.2焊缝内部缺陷的无损检测应优先选用射线探伤方法，且符合国家现行的JB4730《压力容器无损检测》的规定。4.2.2.3无损探伤检验应在焊接完成24小时后进行，且焊缝必须经外观检查合格；4.3特殊工艺或关键控制点 表4.3特殊工艺或关键控制点序号关键控制点主要控制方法1焊材焊工使用焊条应携带保温筒，焊材使用、烘干、发放均应记录，做到有可追溯性。2风、雨、雪防护室外作业，手工焊时风速＜8m/s、气体保护焊时风速＜2m/s、雨雪天应防搭设风棚3预热与焊后热处理马氏体不锈钢、铁素体不锈钢焊前预热和焊后进行热处理应严格按工艺指导书执行。4焊接线能量严格遵循制定的焊接工艺参数施工，记录员随时测定并做，发现焊接线能量偏高立即通知焊工调整，同时层间温度不宜过高。5焊缝返修焊缝返应核准缺陷的位置，及时按原工艺进行，超次返修应编制返修工艺，并记录存档。6焊缝外观检查焊缝由焊工自检合格后再进行专查，杜绝焊缝咬边，发现超标缺陷及时处理，4.4质量记录4.4.1母材及焊材产品质量证明书及复验报告。4.4.2焊接施工记录、焊缝探伤布片图和焊工代号布置图，4.4.3焊缝返修记录4.4.4焊缝无损探伤报告4.4.5产品焊接试板报告4.4.6焊缝热处理报告4.5应注意的质量问题4.5.1母材表面电弧擦伤焊接中严禁焊件表面出现电弧擦伤缺陷，因此焊前地线应与焊件接触牢固，焊接时应在坡口内引弧，焊前应将坡口两侧涂上防飞溅涂料。4.5.2焊缝咬边不锈钢焊道表面不允许有咬边现象，咬边会引起应力腐蚀，影响构件耐蚀的性能。4.5.3焊缝冷裂纹马氏体、铁素体不锈钢同质材料焊接时易产生冷脆和裂纹，因此焊前预热应严格按工艺指导书执行。4.5.4焊缝热裂纹合金元素含量较多奥氏体不锈钢，焊接中焊缝易发生偏析产生热裂纹，因此焊接时应采用小线能量，收弧将弧坑填满，使用碱性焊条、焊剂，减小杂质元素和应力。5成品保护5.1焊缝完成后严禁敲打、碰砸、擦伤焊缝及热影响区，造成表面缺陷。5.2严禁在近缝区点焊临时支架。5.3凡在管道附近应进行切割作业时应及时挡护，杜绝切割残渣、氧化物伤及管道和焊缝。5.4容器、管道试压时水质应清洁，氯离子含量应小于25ppm。 6职业健康安全和环境管理6.1施工过程危害辩识及控制措施表6.1施工过程危害辩识及控制措施序号作业活动危险源控制措施1现场管理人员伤害作业前进行安全技术交底，特殊工种必须培训，并持有安全操作证2焊接施工火灾装置区施工办动火证，施工区域5米内不得有易燃易爆物3检修焊接人员设备损坏在盛装过易燃、易爆介质的设备管道上作业。必须清理置换干净，且化验合格后才能施焊。4施工用电触电施工所电源必须接地、接零和设置漏电保护器，行灯或容器内作业使用安全电压照明。5劳保品使用人员伤害正确穿戴防护服、绝缘鞋、手套，磨砂轮应戴护目镜，作业时应戴安全帽式的防护面罩6高空作业高空坠落高空作业前应体检合格，正确使用安全带7焊接施工烟尘室内或通风差的环境应进行排风，容器内作业应设引风机。同时带防尘口罩。6.2环境因素识别及控制措施表6.2环境因素识别及控制措施序号作业活动环境因素控制措施1砂轮、气刨噪声周边有民用住区时要进行噪声测定，不在夜间施工，必要时安排在降噪工作棚施工2焊接弧光辐射焊接距周边施工人员近时要对弧光进行遮挡，防止电焊弧光打眼。3焊接施工垃圾现场焊接废弃物，焊条包装塑料代、塑料筒、纸箱、焊条头、砂轮残核，应及时收集分类堆放。避免造成环境污染。'